تحلیل عددی و نرمافزاری ضربه کم سرعت ورق گرد ساخته شده از مواد هدفمند MGF دو جهته
Title Proper
Numerical and Computer Assisted Analysis of Circular two-directional FGM Plate Under Low Velocity Impact
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Place of Publication, Distribution, etc.
تهران
PHYSICAL DESCRIPTION
Other Physical Details
۷۱۱ ص.
NOTES PERTAINING TO TITLE AND STATEMENT OF RESPONSIBILITY
Text of Note
آقای دکتر محمد شرعیات
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
متن کامل
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Body granting the degree
صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
Date of degree
۱۳۹۰
Discipline of degree
سازه و بدنه خودرو
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
در سالهای اخیر با توسعه موتورهای پرقدرت صنایع هوافضا، توربینها و راکتورها و دیگرماشینها نیاز به موادی با مقاومت حرارتی بالا و مقاومتر از لحاظ مکانیکی احساس شده است. مواد هدفمند که داری استحکام حرارتی و مکانیکی بالایی میباشند، گزینه مناسبی برای استفاده در توربینها و صنایع هوافضا میباشند. هدف از انجام این پایان نامه، تحلیل ضربه کم سرعت به ورق گرد ساخته شده از مواد هدفمند دوجهته میباشد. از آنجایی که ساختارهای هدفمند دوجهته کمتر مورد تحلیل قرار گرفتهاند، انجام این پایاننامه کمک زیادی به درک رفتار این ساختارها مینماید. در این پایان نامه در ابتدا، روابط سینماتیک ورق گرد هدفمند دو جهته با استفاده از تئوری کلاسیک ورق و تئوری مرتبه اول برشی برای اولین بار استخراج شدهاند. دو معادله در پایان حائز اهمیت میباشد. معادله اول معادله حاکم و معادله دوم، معادله بار برشی میباشد. با هر دو این معادلات میتوان مسئله ضربه را حل نمود. با کنار هم قرار دادن معادله ورق و معادله ضربه، دو معادله با دو مجهول بدست میآید. این دو مجهول (خیز ورق و نفوذ گلوله) توابعی از زمان و مکان (شعاع ورق) میباشند. برای حل این معادلات در حوزه مکان از روش گلرکین و برای حل آن در حوزه زمان از روش رانگ-کوتا استفاده میشود. نتایج را میتوان برای دو بازه زمانی کوتاه (زمان آغاز برخورد تا لحظه خروج ضربهزن) و بازه زمانی بلند (ارتعاش آزاد ورق) بررسی نمود. در بازه زمانی کوتاه و بلند نتایج حاصل از معادله حاکم و معادله بار برشی تقریبا یکسان میباشد. در بازه زمانی بلند نتایج معادله حاکم با نتایج حاصل از نرمافزار SUQABA مقایسه شدند، که نتایج تقریبا یکسان بدست آمد.
Text of Note
Functionally graded materials )FGMs( are advanced composites with mechanical properties that vary continuously through a given dimension. FGMs have generated a great deal of interest in recent years due to their flexibility for use in a wide variety of environments, including those structural applications where extreme thermal and corrosion resistance are required. In this paper, analyses will be performed given an impact event that occurs between a spherical projectile and a functionally graded circular plate with both simply supported and clamped boundary conditions. The circular plates are constructed using zirconia and aluminum as constituents blended through the thickness in various configurations using a power-law distribution. The analyses will assume that the classical rule-of-mixtures )ROM( approach will sufficiently describe the macro-mechanical properties for the graded plates. First, impact response equations developed for composite materials are applied to estimate the impact force and maximum deflection of a functionally graded plate. Next, the elastic wave response of the functionally graded plate is predicted using the classic wave equation applied to the graded plate and the impact event. Finally, finite element simulations are developed to compare the analytical solutions to numerical results from a commercial software program. The degree of correlation between the analytical predictions and the finite element simulations will provide insight into the validity of the ROM assumption and provide a baseline for estimating impact behavior of functionally graded plates.